BIM在古建筑信息模型中的应用研究

BIM在古建筑信息模型中的应用研究摘要：古建筑属于我国优秀历史瑰宝，通过收集和整理古建筑资料文献，有助于保护和传承古建筑。尽管文字图片对于古建筑保护的贡献较大，然而却未完善信息建立。随着BIM数的发展，能够有效存储和研究古建筑信息。此次研究主要是探讨分析BIM在古建筑信息模型中的应用，希望能够对相关人员起到参考性价值。关键词：BIM技术；古建筑；信息模型中国古建筑具备独特风格，在世界建筑史上具有重要地位。中国古建筑结构多为木质、砖石，该类骨架结构能够使门窗洞口不受约束，能够展现出建筑的适应性与灵活性。中国古建筑具备特殊文化魅力，在数字化发展过程中，BIM技术可以应用到古建筑保护与修缮中。在收集和整理信息资料后，通过BIM技术平台可以建立三维信息模型，以此实现信息数字化，还能够确保各项处理工艺的精细化。1、BIM技术与古建筑1.1BIM技术特点BIM技术属于建筑信息模型，模型基础主要为建筑项目的关联数据与信息，建立建筑三维模型，能够对建筑内部所有元素信息进行仿真化模拟。建筑项目的空间信息、几何信息、构建信息及成本信息都可以传导到BIM平台内，以此建立完整的数据库。建筑信息模型能够以静态或者动态方式存储建筑三维信息，能够按照不同时期，实时更新建筑状态。1.2古建筑特点古建筑存在复杂性特点，整体造型独特美观，具有多种形式，例如曲线和直线结合，以此创造出不同造型。相比于现代建筑，古建筑非常复杂和精致，建筑包含多层级建筑构件与装饰构件，属于高品质工艺品。然而，古建筑极易损毁，由于多数建筑结构为木质结构，尽管此种结构具备多种优势，但是木材质极易受到外部环境影响，遭受火灾、风化和腐蚀后，将会出现倾斜、破损和倒塌问题。此外由于人为因素和历史因素，多数优秀古建筑也被销毁，因此必须选择先进技术方法，有效保存和修缮古建筑，以此减少文化遗产损失。尽管古建筑的形态比较复杂，然而内在却具备清晰逻辑关系，并且流传了大量关于古建筑的文献资料。例如宋朝《营造法式》、明朝《园冶》、清朝《工程做法则例》等，都详细介绍了古建筑的形制，涉及到模数制理念。由于应用模数制，因此在古建筑建造时期，就可以划分不同分工，构件具备较强的通用性。此外，古建筑建造形式对于信息数字化转化提供有效途径。2、BIM技术在古建筑信息模型中的应用优势古建筑属于我国重要的历史文物，具备不可再生特点。在开展古建筑保护工作时，投入了大量的人力与物力。然而，古建筑的建造师多采用师徒制口口相传方式，再加上多数文献资料丢失，从而加大了古建筑研究与保护难度。我国一级保护的古建筑都包含大量的构件，且每一个构件都内含较多信息。传统信息记录方式主要是以图解方式，展现出古建筑的研究与记录成果，通过图片和文字方式描绘建筑物。对于部分具备重要历史价值的古建筑，研究人员会按照相应比例，加工制作实体模型进行研究。在数字化技术快速发展过程中，部分人员开始将古建筑信息数据传输到计算机系统中，以此建立三维数字模型。然而该类数字模型主要为材料数据和几何数据，参考价值不高。上述所应用的记录方式，能够有效保留古建筑信息数据，具备重要研究贡献。然而仅仅通过上述方式，无法将古建筑信息系统全部展现到一个平台上，且无法同步表达出不同建筑物具备的文化信息和属性，和建筑醍醐的交流沟通不足。通过应用BIM技术，可以选择Revit应用平台，以“族”概念契合古建筑的模数制形式和构件组合。将不同“族”作为相同的建筑构件，通过参数控制构件，同时可以制定多种类型信息的标签，加大不同构件的关联性，以此建立建筑信息模型，能够全面记录和管理古建筑的整体数据信息和局部数据信息。3、以A古建筑为例研究三维信息模型应用3.1模型建立的基本流程首先注重采集和汇总整理古建筑数信息，以此作为三维信息模型建造依据。在建造模型时，可以划分不同之类的构件，同时添加相关信息。在此次研究中，应用二维图纸、测绘图纸、现场调研照片，借助于BIM系统的Revit软件，将其作为操作平台，同时应用3DMax三维建模软件、平面图像处理软件。在建造模型之前，应当全面分析和考虑模型常见与功能需求，分解目标古建筑，采用独立建模方式，之后针对不同种类构件进行分类建模，在制作贴图和渲染处理之后，添加相关数据信息。3.2A建筑特点分析A建筑屋面采用坡屋面方式，属于多功能性屋面形式。该建筑屋面的轮廓丰富，四角翘起向上，不仅可以展现出宫殿建筑的宏伟大气，还能够展现出攒尖建筑的俏丽，因此被广泛应用到寺庙和宫殿建筑中。A古建筑承重结构主要为柱子例如瓜柱、梁枋和檩条，由柱身承受屋顶重量。在建立信息模型时，应当按照复杂建筑进行分段化建模，之后再进行组合组装。将A古建筑划分为斗拱、梁架、台基、屋顶和柱网五部分，针对上述部分分别建模。3.3建筑构件信息模型建立首先建立台基模型，建筑围护和柱下方部位为台基，包含须弥座与普通基座两种，构造组成上包含栏杆、台阶、台明。此次研究采用须弥座台基，踏跺采用垂带踏跺。古建筑承重部位主要为框架结构，一般采用层叠和层间加长方式。柱头上方为长梁。每相隔两层梁，设置短柱支撑，以此形成梁架。檩架位于邻近梁体的端部，梁层叠起，檩架与梁层形成骨架。按照上述逻辑关系，完成模型建立。柱网建模之后，需要将斗拱放置在柱头。斗拱模型包含柱头科和角科。A古建筑屋面与建筑上部构件的重量，都会传递到梁架承担。梁架按照不同形态、位置与作用，可以划分为单步梁、双步梁、三架梁、五架梁和七架梁。梁架组合在一起，能够共同承担建筑重量。桁、檩主要是放置在梁架梁头上，向上承受椽子重量，同时通过梁架，量屋顶荷载传递到下部。桁架在柱头上连接两柱枋，可以起到横向连接作用。屋面基层的底层构件为椽子，与瓦口、连檐、飞椽、望板共同形成屋面基层。之后注重建筑围护与细节处理。由此完成A古建筑的信息模型，可以按照不同类型，划分为不同文件，通过导出程序，可以将不同数据文件传输出来，同时导入到远程网络服务器中展示。4、结束语综上所述，此次研究主要分析古建筑的基本特点，以BIM技术处理古建筑修缮保护问题。在BIM技术支持下建立古建筑信息模型，能够随时录入和调取古建筑的信息，属于具备历史文化信息的模型，为后续古建筑研究与维护提供技术支持。参考文献：李彩奇，贺一明.基于点云数据和BIM技术的禹州义勇武安王大殿数字化信息构建[J].智能建筑与智慧城市，2020,25(07)：59-60.李鹏昊.无人机遥感技术下历史建筑信息模型构建——以宁夏银川市拜寺口双塔为例[J].建筑与文化，2019,13(11)：68-70.许建金，陆春光，郭旭，杨梦南.基于激光点云数据的古建筑BIM三维重建与信息化管理研究[J].无线互联科技，2019,16(15)：117-118.⑷王崇恩，白焱.基于BIM的古建筑信息模型研究一一以山西晋祠鱼沼飞梁为例J].自然与文化遗产研究，2019，4(07)：100-103.[5]陈斯亮，王晓敏，杨宇峤.基于多种测量手段与BIM技术的古建筑虚拟重建[C].全国高等学校建筑学专业指导委员会建筑数字技术教学工作委员会、中国建筑学会建筑师分会数字建筑设计专